Fotosynthese is een biologisch proces waarbij energie in licht wordt omgezet in chemische energie van bindingen tussen atomen die processen in cellen aansturen. Het is de reden dat de atmosfeer en zeeën van de aarde zuurstof bevatten. Fotosynthese vindt tegenwoordig plaats in een verscheidenheid aan eencellige organismen en in plantencellen (in gespecialiseerde organellen, chloroplasten genoemd). Er zijn twee fasen van fotosynthese: de lichte reacties en de donkere reacties.
Oxidatie en reductie

Vergeleken met suikers zoals glucose, is koolstofdioxide (CO2) een energiezuinige chemische verbinding. CO2 is sterk "geoxideerd" in vergelijking met glucose, dat meer "gereduceerd" is. Wanneer een chemische verbinding, zoals CO2, elektronen krijgt, wordt deze minder geoxideerd en meer gereduceerd, en dit betekent dat deze meer energie vasthoudt die in cellen kan worden gebruikt. In feite houden de elektronen de chemische energie vast. Dus, aangezien CO2-moleculen chemisch worden veranderd, worden koolstofatomen samengevoegd, waardoor glucose wordt gevormd, dat meer wordt gereduceerd en dus meer energie vasthoudt. Terwijl de elektronen die worden gebruikt om glucose te maken afkomstig zijn van de lichtreacties van fotosynthese, vindt de synthese van glucose met behulp van deze elektronen plaats tijdens de donkere reacties.
De lichtreacties

Tijdens de lichtreacties van fotosynthese, licht van de zon wordt opgevangen door een reeks reacties waarbij de chemische chlorofyl betrokken is. Dit resulteert in de synthese van twee chemische verbindingen met hoge energie: ATP en NADPH, de laatste waarvan de chemische energie wordt vastgehouden door elektronen die gemakkelijk kunnen worden overgedragen op andere verbindingen. Deze reeks reacties vereist water (H2O) waaruit zuurstof vrijkomt tijdens het proces. ATP en NADPH worden vervolgens gebruikt om glucose uit CO2 te produceren in de volgende fase van fotosynthese, de donkere reacties.